一句话总结：基于 IEC 62893-1:2017+AMD1:2020 CSV (Ed 1.1)，充电电缆绝缘(EVI-1/EVI-2)和护套(EVM-1/2/3)必须通过 135°C×168h 空气烘箱热老化、100°C×7d 油浸老化、相容性老化(Annex A)等多维测试，以 ΔTS≤±30% 和 ΔEB≤±30% 为核心判据，确保材料在热、油、化学接触等严酷环境下的长期稳定性和安全可靠性。
1. IEC 62893-1 为什么需要如此全面的老化测试？
电动汽车充电电缆的使用场景决定了它面临的老化应力远多于普通建筑布线——
| 老化应力来源 | 实际场景 | 模拟测试 |
|---|---|---|
| 热老化 | 长期载流发热（最高导体温度 90°C）+ 夏季暴晒 | 空气烘箱 100~135°C × 7d |
| 油老化 | 充电站地面油污（润滑油、液压油） | 矿物油浸泡 100°C × 7d |
| 臭氧老化 | 大气中的臭氧攻击橡胶类材料 | 臭氧浓度 (200±50)×10⁻⁶ × 72h |
| UV老化 | 户外紫外线照射（护套表面龟裂） | IEC 62893-2 耐候测试 |
| 相容性老化 | 绝缘-护套-填充物之间的化学迁移 | 全组件 100°C × 7d |
| 水老化 | 雨淋、积水浸泡 | 水浴 70~80°C × 7d |
| 热收缩 | 制造残余应力释放 | 80°C × 5h |
设计逻辑：标准不要求你对每种材料只做 1 项测试——它要求你根据材料的绝缘类型（EVI-1 / EVI-2）和护套类型（EVM-1 / EVM-2 / EVM-3）分别选择对应温度等级的老化测试，确保材料在"最严酷使用条件下的热寿命"（worst-case thermal endurance）仍然满足要求。
2. 绝缘材料老化测试（Table 2）
IEC 62893-1 Table 2 定义了绝缘混合物（insulation compound）的力学性能要求，其中老化后（after ageing）性能是型式试验的核心判定项。
2.1 EVI-1 和 EVI-2 绝缘老化条件
| 参数 | EVI-1（热塑性绝缘） | EVI-2（交联/热固性绝缘） |
|---|---|---|
| 老化方式 | 空气烘箱 (Air Oven) | 空气烘箱 (Air Oven) |
| 温度 | 135°C ± 2°C | 135°C ± 2°C |
| 时间 | 7 × 24h = 168h | 7 × 24h = 168h |
| 测试标准 | IEC 60811-401 | IEC 60811-401 |
2.2 绝缘老化后判定标准
| 判定项目 | EVI-1 | EVI-2 | 注释 |
|---|---|---|---|
| 抗张强度变化率 ΔTS | ≤ ±30% | ≤ ±30% | 负值表示强度下降，正值表示硬化 |
| 断裂伸长率变化率 ΔEB | ≤ ±30% | ≤ ±30% | 超过 ±30% 说明材料严重退化 |
| 老化后抗张强度 TS_min | ≥ 10.0 MPa | ≥ 10.0 MPa | 绝对值底线要求 |
| 老化后断裂伸长率 EB_min | ≥ 150% | ≥ 150% | 绝对值底线要求 |
工程解读：135°C 远高于电缆正常工作的最高导体温度（90°C），这是一个加速老化（accelerated ageing）条件。7 天 135°C 的设计意图是模拟材料在 90°C 下工作数年的热老化程度。如果材料在 168 小时内 ΔTS 或 ΔEB 变化超过 30%，说明其长期热稳定性（long-term thermal stability）不足，不可接受。
3. 护套材料老化测试（Table 3）
护套（sheath）老化测试比绝缘更复杂——因为三种护套化合物（EVM-1 / EVM-2 / EVM-3）的成分和耐温等级不同，标准对它们设置了不同的老化温度和判定门槛。
3.1 三种护套的空气烘箱老化参数
| 护套类型 | 老化温度 | 老化时间 | 典型材料 |
|---|---|---|---|
| EVM-1 | 110°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | TPE-S / 通用热塑性弹性体 |
| EVM-2 | 130°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | TPE-E / 高性能热塑性弹性体 |
| EVM-3 | 100°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | TPU / 热塑性聚氨酯 |
温度梯度逻辑：EVM-2 的 130°C 要求最高，对应最严酷的使用环境；EVM-3（TPU）的 100°C 最低，因为 TPU 在高温下容易水解，100°C 已经是其加速老化的合理上限。
3.2 护套老化后判定标准对比
| 判定项目 | EVM-1 | EVM-2 | EVM-3 |
|---|---|---|---|
| ΔTS（抗张强度变化率） | ≤ ±30% | ≤ ±30% | ≤ ±30% |
| ΔEB（伸长率变化率） | ≤ ±30% | ≤ ±30% | ≤ ±40% |
| 老化后 EB 绝对值 | ≥ 300% | — | ≥ 250% |
| 老化后 TS 绝对值 | ≥ 10.0 MPa | ≥ 10.0 MPa | ≥ 10.0 MPa |
三个关键细节：
- EVM-3 的 ΔEB 放宽到 ±40%：TPU 材料在热老化后伸长率变化较大是材料特性，标准对此做出了合理让步。
- EVM-2 没有 EB 绝对值要求：但这不意味着伸长率不重要——其变化率仍必须在 ±30% 以内，间接约束了伸长率的绝对水平。
- EVM-1 要求老化后 EB ≥ 300%：这是三种护套中对伸长率绝对值要求最严的，因为 EVM-1 常用于需要高柔性的场景。
4. 护套材料油浸测试（Oil Immersion）
油浸测试模拟电缆护套在加油站、维修车间、停车场等有矿物油污染环境中的耐受能力。
4.1 测试条件（所有 EVM 类型相同）
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 浸泡介质 | 矿物油 (Mineral oil) |
| 温度 | 100°C ± 2°C |
| 时间 | 7 × 24h (168h) |
| 测试标准 | IEC 60811-404 |
4.2 油浸后判定标准
| 判定项目 | EVM-1 | EVM-2 | EVM-3 |
|---|---|---|---|
| ΔTS | ≤ ±40% | ≤ ±40% | ≤ ±40% |
| ΔEB | ≤ ±30% | — | — |
| EB 绝对值（浸泡后） | ≥ 300% | — | — |
注意：油浸后 ΔTS 的允许范围（±40%）比空气烘箱老化（±30%）更宽，这是因为油浸泡会同时产生溶胀（swelling，使强度下降）和萃取（extraction，使材料变脆）两种效应，材料变化幅度天然较大。标准对此给予了合理容差。
EVM-1 在油浸后仍需满足 EB ≥ 300%，这一点对 TPE-S 材料供应商提出了较高要求——如果你的护套配方在 100°C 油中浸泡 7 天后伸长率掉到 250%，即使 ΔEB 在 ±30% 以内，也不合格。
5. 相容性测试（Compatibility Test — Annex A）
相容性测试是 IEC 62893-1 中最容易在设计评审中被忽略，但在实际失效中最常暴露问题的测试。
5.1 测试目的
电缆不是一个均匀的单一材料体——它由导体、绝缘层、填充物、包带、护套等多种材料组合而成。在长期热作用下，不同材料之间会发生：
- 增塑剂迁移（plasticizer migration）：PVC/TPE 中的增塑剂向相邻材料扩散
- 交联副产物迁移：过氧化物交联的 EVI-2 绝缘中残留的分解产物向护套迁移
- 填充物析出：非吸湿性填充物中的低分子量组分向绝缘或护套渗透
这些现象会导致材料的力学性能在"裸材老化"和"组件老化"中出现显著差异。
5.2 测试方法
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 样品 | 完整电缆组件（包含绝缘+护套+填充物等全部组成材料） |
| 温度 | 100°C ± 2°C |
| 时间 | 7 天 |
| 测试标准 | IEC 60811-401 |
| 依据 | IEC 62893-1 Annex A |
5.3 判定标准
| 判定项目 | 绝缘 | 护套 |
|---|---|---|
| ΔTS | ≤ ±30% | ≤ ±30% |
| ΔEB | ≤ ±30% | ≤ ±30% |
关键理解：相容性测试的温度（100°C）低于绝缘单独老化温度（135°C），但它的严格之处在于——任何材料之间的"化学跨界"都可能导致老化后的拉伸性能出现超预期变化。如果在相容性测试后绝缘或护套的 ΔTS 或 ΔEB 超过 ±30%，说明你的材料组合存在问题，需要更换填充物、调整护套配方或增加隔离层。
6. 护套臭氧测试（Ozone Resistance）
臭氧测试针对所有 EVM 护套类型，验证护套在含有臭氧的大气环境中的抗开裂能力。
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 温度 | 40°C ± 2°C |
| 相对湿度 | 55% ± 5% RH |
| 臭氧浓度 | (200 ± 50) × 10⁻⁶ |
| 暴露时间 | 72h |
| 适用对象 | EVM-1 / EVM-2 / EVM-3 |
| 判定标准 | 无裂纹（Absence of cracks） |
臭氧浓度单位说明：200×10⁻⁶ = 200 ppm（parts per million）。200 ppm 是典型的大气臭氧加速老化浓度。护套在试验时处于拉伸状态（通常 20% 伸长），以模拟电缆弯曲时护套表面受拉的条件——臭氧龟裂最容易在拉伸应力集中处发生。
7. UV / 耐候测试（Weathering / UV Resistance）
UV 耐候性仅适用于外护套（outer sheath），针对户外使用的充电电缆。
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 测试依据 | IEC 62893-2 Clause 5.2.3 / 5.2.4 |
| 适用范围 | 户外使用的充电电缆外护套 |
| 测试类型 | UV 老化 + 机械性能评估 |
设计提示：如果你的电缆设计用于室内充电桩固定连接，可以不执行 UV 测试；但如果是便携式充电枪线（Mode 2 / Mode 3 便携型），外护套必须通过 UV/耐候测试。这也是 EVM-3（TPU）中通常需添加 UV 稳定剂的原因——纯 TPU 在紫外线下的黄变和降解速度很快。
8. 热收缩测试（Shrinkage Test — 8.8.6）
热收缩测试评估护套在制造过程中产生的残余应力在热作用下的释放程度。
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 测试依据 | IEC 62893-1 Clause 8.8.6 |
| 测试方法 | IEC 60811-503 |
| 温度 | 80°C ± 2°C |
| 时间 | 5h |
| 判定标准 | 收缩率 ≤ 4% |
为什么是 4%？ 护套热收缩超过 4% 会导致电缆端部绝缘外露，破坏电缆的密封性和绝缘配合。在充电枪线中，护套收缩还可能导致枪头连接处产生间隙，进水后引起漏电风险。对于 EVM-3（TPU）护套，热收缩控制尤其关键——TPU 的挤出工艺如果冷却不充分，残余应力释放后的收缩量往往超过 4%。
9. 耐水测试（Water Resistance）
耐水测试针对所有 EVM 护套类型，但不同护套的水浴温度不同。
| 护套类型 | 水浴温度 | 浸泡时间 | ΔTS | ΔEB | EB 绝对值 |
|---|---|---|---|---|---|
| EVM-1 | 80°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | ≤ ±30% | ≤ ±30% | ≥ 300% |
| EVM-2 | 70°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | ≤ ±30% | ≤ ±30% | — |
| EVM-3 | 70°C ± 2°C | 7 × 24h (168h) | ≤ ±30% | ≤ ±30% | — |
温度梯度逻辑：EVM-1（TPE-S）的耐水测试温度最高（80°C），因为 TPE-S 的水解稳定性较好；EVM-2/3 只要求 70°C，因为聚酯型 TPE-E 和 TPU 在高温水中容易发生水解降解。
10. EVI-2 热延伸测试（Hot Set Test）
EVI-2 是交联型（热固性）绝缘材料。热延伸测试是验证交联度的定性判定——如果交联不充分，材料在高温下会像热塑性材料一样持续流动。
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 温度 | 200°C ± 3°C |
| 负载 | 20 N/cm²（即 0.2 MPa） |
| 加载时间 | 15 min |
| 负载下最大伸长率 | ≤ 100% |
| 卸载冷却后永久伸长率 | ≤ 25% |
| 测试依据 | IEC 60811-507 |
为什么 EVI-1 不需要热延伸测试？ EVI-1 是热塑性材料——它在高温下本来就会软化流动，热延伸测试对它没有意义。热延伸测试只适用于交联材料（EVI-2），用于确认交联网络是否将分子链"锁住"。一个充分交联的 EVI-2 绝缘在 200°C 下只能被拉伸不到 100%，冷却后几乎完全回复。
11. 老化测试判定标准汇总表
以下是所有老化相关测试的摘要对照表，供你快速查阅：
| 测试项目 | 测试对象 | 温度 | 时间 | ΔTS | ΔEB | EB_min | 特殊判定 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 空气烘箱 | EVI-1 绝缘 | 135°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | ≥150% | — |
| 空气烘箱 | EVI-2 绝缘 | 135°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | ≥150% | 热延伸 ≤100%/≤25% |
| 空气烘箱 | EVM-1 护套 | 110°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | ≥300% | — |
| 空气烘箱 | EVM-2 护套 | 130°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | — | — |
| 空气烘箱 | EVM-3 护套 | 100°C | 168h | ≤±30% | ≤±40% | ≥250% | — |
| 油浸 | EVM-1/2/3 | 100°C | 168h | ≤±40% | EVM-1: ≤±30% | EVM-1: ≥300% | — |
| 相容性 | 绝缘+护套 | 100°C | 7d | ≤±30% | ≤±30% | — | Annex A |
| 臭氧 | EVM-1/2/3 | 40°C | 72h | — | — | — | 无裂纹 |
| UV/耐候 | 外护套 | — | — | — | — | — | IEC 62893-2 |
| 热收缩 | 护套 | 80°C | 5h | — | — | — | ≤4% |
| 耐水 | EVM-1 护套 | 80°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | ≥300% | — |
| 耐水 | EVM-2/3 护套 | 70°C | 168h | ≤±30% | ≤±30% | — | — |
注：表格中的 ΔTS 和 ΔEB 均为"与老化前相比的变化率"；EB_min 为老化后的绝对断裂伸长率最低要求。
12. 老化测试顺序与分组（建议实验方案）
如果你正在规划认证测试，建议按以下顺序和分组执行：
分组 A — 单独材料老化（不可绕行）
| 测试顺序 | 测试项目 | 所需样品长度 | 测试周期（含平衡） |
|---|---|---|---|
| 1 | 绝缘空气烘箱老化 (135°C/168h) | 2m | ~10d |
| 2 | 绝缘热延伸 (EVI-2 only) | 0.5m | ~1d |
| 3 | 护套空气烘箱老化 | 2m | ~10d |
| 4 | 护套油浸老化 (100°C/168h) | 2m | ~10d |
| 5 | 护套耐水老化 | 2m | ~10d |
| 6 | 护套热收缩 (80°C/5h) | 1m | ~1d |
分组 B — 组件相容性老化
| 测试顺序 | 测试项目 | 所需样品长度 | 测试周期 |
|---|---|---|---|
| 7 | 相容性老化 (100°C/7d) | 3m | ~10d |
分组 C — 环境老化
| 测试顺序 | 测试项目 | 所需样品长度 | 测试周期 |
|---|---|---|---|
| 8 | 臭氧测试 (40°C/72h) | 2m | ~5d |
| 9 | UV/耐候测试 | 按 IEC 62893-2 | ~数周 |
实验优化技巧：分组 A 中的 135°C 绝缘老化、护套各温度等级老化、油浸老化和耐水老化可以并行执行（使用不同的烘箱 / 油浴 / 水浴），将总测试周期从逐项串行的 ~60 天压缩到 ~15 天。
设计建议
- 绝缘材料选型时优先看 135°C × 7d 的 ΔEB：这是材料热稳定性的最灵敏指标。如果 ΔEB 接近 ±25%（离 30% 的限值很近），说明材料配方余量不足，生产批次波动可能导致不合格。
- EVM-1 护套的油浸后 EB ≥ 300% 是最严门槛：TPE-S 配方中增塑剂的耐油抽出性能是关键。建议在配方开发阶段就同时跑空气烘箱老化和油浸老化，而不是逐一验证。
- 相容性测试必须用完整的电缆组件：不要试图用"裸绝缘片 + 裸护套片"贴近摆放来替代——填充物、包带、隔离层的化学作用在简单叠放中无法复现。
- TPU (EVM-3) 的老化策略需要"多线并行"：100°C 空气烘箱 + 70°C 耐水测试都要过，且 ΔEB 可以到 ±40%。如果 TPU 用了聚酯型（而非聚醚型），耐水测试失败概率很高——聚酯型 TPU 在 70°C 水中 7 天后的水解降解往往导致伸长率大幅下降。
- 热收缩测试虽短（5h），却是挤出工艺的照妖镜：如果护套挤出时冷却水槽温度过高或冷却段太短，残余应力释放后收缩量很可能超过 4%。建议在工艺调试阶段就做预测试。
提示
- ΔTS 和 ΔEB 的计算方向：ΔTS = (TS_after − TS_before) / TS_before × 100%。负值表示强度下降，正值表示材料脆化/硬化。±30% 是对称区间——材料变软和变脆同样不可接受。
- EB_min 是"绝对值底线"，ΔEB 是"相对变化率上限"：两者必须同时满足。例如 EVM-1 护套在 110°C 老化后，EB 从 500% 降到 320%——ΔEB = −36% 超标，即使 320% > 300% 也不合格。
- 相容性测试和单独老化测试的结果可能矛盾：如果绝缘单独老化是合格的，但相容性测试后不合格，问题一定出在材料组合上。优先排查填充物和包带材料。
- 臭氧测试是"通过/不通过"的定性判定：没有量化的数值指标。即使在 10 倍放大镜下发现一条细微裂纹，也是 fail。护套的耐臭氧性主要靠配方中的抗臭氧剂（anti-ozonant）实现。
- 水测试和油测试的温度都比对应的空气烘箱老化温度低：这是因为水/油的传热效率远高于空气，对材料的破坏并非单纯的热作用——水解和溶胀是独立的失效机制。
参考资料
- IEC 62893-1:2017+AMD1:2020 CSV — Charging cables for electric vehicles for rated voltages up to and including 0,6/1 kV – Part 1: General requirements
- Table 2 — Requirements for insulation compounds (EVI-1, EVI-2)
- Table 3 — Requirements for sheath compounds (EVM-1, EVM-2, EVM-3)
- Table 4 — Test requirements (Refs. 1-6, 8-12)
- Clause 8.8.6 — Shrinkage test on sheath
- Annex A — Compatibility test
- IEC 60811-401 — Thermal ageing methods — Ageing in an air oven
- IEC 60811-404 — Mineral oil immersion test for sheaths
- IEC 60811-503 — Shrinkage test on sheaths
- IEC 60811-507 — Hot set test for cross-linked materials
- IEC 62893-2 — Charging cables for electric vehicles — Part 2: Cables for AC charging (UV/weathering requirements in 5.2.3/5.2.4)
13. 关键事实
- 绝缘老化条件（Table 2）：EVI-1 和 EVI-2 绝缘必须在 135°C ± 2°C 空气烘箱中老化 168 小时（7 天）。合格判定标准：抗张强度保留率 ≥ 70%（即 ΔTS ≤ ±30%），断裂伸长率保留率 ≥ 65%（即 ΔEB ≤ ±30%），且老化后绝对值 TS ≥ 10.0 MPa、EB ≥ 150%。
- 护套分级老化（Table 3）：三种护套化合物的老化温度梯次分明——EVM-1 在 110°C、EVM-2 在 130°C、EVM-3 在 100°C 下各老化 168h。EVM-3（TPU）的 ΔEB 允许放宽至 ±40%，因为 TPU 高温下水解特性导致伸长率变化幅度天然较大。
- AMD1:2020 修正：直流充电电缆更严苛的老化条件（2020 年修正案）：针对直流快充电缆（Mode 4）的大截面和高载流特点，增加了更严格的相容性老化和热稳定性验证要求，确保护套在长期高温载流条件下不发生性能衰减。
- 相容性测试不可替代（Annex A）：电缆组件（绝缘+护套+填充物+包带）在 100°C × 7d 条件下进行全组件老化，任何材料之间的化学迁移（增塑剂迁移、交联副产物扩散）都可能导致 ΔTS 或 ΔEB 超标。单材老化合格≠组件老化合格。
- 老化后验证测试（Table 4 Ref. 3/6）：所有老化测试完成后，必须执行耐压试验和目视检查，确认无裂纹、无变形、无导体外露。护套收缩试验（80°C × 5h, Clause 8.8.6）要求收缩率 ≤ 4%，防止端部绝缘外露和密封失效。
14. 常见问题
Q1: EVI-1 和 EVI-2 绝缘的老化测试条件一样，区别在哪？
A: 老化温度和时长完全相同（135°C × 168h，空气烘箱），区别在于附加测试和材料本质：EVI-2 是交联/热固性材料，额外需要通过热延伸测试（200°C / 15min / 20N/cm²，负载伸长 ≤100%，永久伸长 ≤25%）来验证交联度是否充分。EVI-1 是热塑性材料，无需热延伸测试。
Q2: 为什么 EVM-3 (TPU) 的 ΔEB 允许 ±40% 而 EVM-1/2 只允许 ±30%？
A: TPU（热塑性聚氨酯）在高温下容易水解，导致断裂伸长率变化幅度天然较大。标准在 ±40% 的允许范围内做出了合理让步，但同时要求老化后 EB 绝对值 ≥ 250% 作为硬度底线。如果 TPU 使用聚酯型而非聚醚型，耐水和耐老化性能差异显著，选材时需额外注意。
Q3: 相容性测试（Annex A）能被单独的绝缘老化和护套老化替代吗？
A: 绝对不能。相容性测试的核心在于验证不同材料在接触状态下的化学相互作用——增塑剂迁移、交联副产物扩散、填充物析出等——这些效应在单独材料老化中完全不会出现。标准要求使用完整电缆组件进行测试，不可用"裸绝缘片 + 裸护套片"简单叠放替代。
Q4: 臭氧测试不通过（发现裂纹）怎么办？
A: 臭氧测试是定性判定的"通过/不通过"测试——只要在任何放大倍数下发现裂纹即判定不合格。不通过的原因通常是护套配方中抗氧化剂/抗臭氧剂添加不足或已失效。解决方案：调整护套配方添加高效抗臭氧剂（如对苯二胺类），或更换为耐臭氧等级更高的材料（如 EPDM 橡胶配方改性 TPE）。
Q5: 135°C × 168h 的老化条件等效于多少年实际使用？
A: 135°C 远高于电缆正常工作的最高导体温度 90°C，是一个加速老化（accelerated ageing）条件。根据 Arrhenius 热老化模型，135°C × 7d ≈ 90°C 下连续运行约 5-8 年的热老化程度。但这只是热老化的等效——真实环境中紫外线、臭氧、机械应力的叠加效应会使有效寿命进一步缩短。
15. 相关阅读
16. 参考文献
- IEC 62893-1:2017+AMD1:2020 CSV, Charging cables for electric vehicles of rated voltages up to and including 0,6/1 kV – Part 1: General requirements, Table 2, Table 3, Table 4, Clause 8.8.6, Annex A
- IEC 60811-401:2012, Electric and optical fibre cables – Test methods for non-metallic materials – Part 401: Miscellaneous tests – Thermal ageing methods – Ageing in an air oven
- IEC 60811-404:2021, Electric and optical fibre cables – Test methods for non-metallic materials – Part 404: Miscellaneous tests – Mineral oil immersion tests for sheaths
- IEC 60811-507:2012, Electric and optical fibre cables – Test methods for non-metallic materials – Part 507: Mechanical tests – Hot set test for cross-linked materials
- IEC 62893-2, Charging cables for electric vehicles – Part 2: Cables for AC charging, Clause 5.2.3/5.2.4 UV/weathering requirements